De effecten van algehele anesthesie op de inklapbaarheid van de bovenste luchtwegen bij gezonde proefpersonen

De doorgankelijkheid van de bovenste luchtwegen hangt af van een juiste balans tussen de uitzettende kracht van de farynxspieren en de instortende kracht van de negatieve intraluminale druk, die wordt gegenereerd door de ademhalingspompspieren. De genioglossus (GG) beschermt de faryngeale doorgankelijkheid bij mensen. Deze spier ontvangt verschillende soorten neurale aandrijving, differentieel verdeeld over de hypoglossale motoneuron-pool, waaronder fasische (inspiratoire) en tonische (niet-ademhalings) aandrijvingen. Bovendien stabiliseert reflex-GG-activering als reactie op negatieve faryngeale druk de doorgankelijkheid van de bovenste luchtwegen, zowel bij mensen als bij ratten. Algemene anesthetica, waaronder propofol en sevofluraan, maken de bovenste luchtwegen vatbaar voor collaps, althans gedeeltelijk door de activiteit van de bovenste luchtwegen te verminderen.

Theoretisch zouden anesthetica de activiteit van de dilatator van de bovenste luchtwegen kunnen beïnvloeden door verschillende mechanismen, waaronder een door anesthesie geïnduceerde, dosisafhankelijke afname van de hypercapnische en hypoxische ademhalingsaandrijving, hypoglossale motoneurondepressie, verminderde contractiliteit van de skeletspieren, een toename van de fasische GG-activiteit als gevolg van verminderde arteriële bloeddruk en een toename van fasische hypoglossale zenuwontlading.

Eerdere studies hebben aangetoond dat bepaalde anesthetica, waaronder pentobarbital en isofluraan, de genioglossus-fasische activiteit bij ratten en mensen kunnen verhogen. De effecten van propofol op de inklapbaarheid van de luchtwegen zijn bij mensen onderzocht, maar voor zover wij weten, zijn ze niet gemeten onder omstandigheden van hypercapnie. Er is onderzoek gedaan naar de inklapbaarheid van de luchtwegen onder anesthesie met sevofluraan bij kinderen, maar er zijn geen gegevens over de inklapbaarheid van de luchtwegen bij volwassenen die met sevofluraan zijn verdoofd. Evenzo zijn er geen gegevens over de effecten van sevofluraan op de GG-activiteit

In een eerder onderzoek met met pentobarbital verdoofde vrijwilligers, merkten de onderzoekers op dat milde hypercapnie (5 - 10 mmHg boven de basislijn) een significante toename van de stroomsnelheid en GG-fasische activiteit veroorzaakte, evenals een kleinere toename van GG-tonische activiteit. Als ons voorgestelde onderzoek een gunstig effect laat zien, plannen de onderzoekers een vervolgonderzoek waarin wordt gekeken naar de mogelijkheid dat hypercapnie therapeutisch kan worden gebruikt voor bescherming van de luchtwegen. Een soortgelijk concept is al overwogen voor ernstig zieke IC-patiënten.

Eerdere studies hebben echter aangetoond dat een door hypercapnie veroorzaakte toename van de ademhalingsaandrijving de luchtwegbeschermende reflexen kan remmen door de coördinatie van ademhalen en slikken te verstoren. Om de veiligheid van geïnduceerde milde hypercapnie als interventie voor luchtwegbescherming te beoordelen, evalueerden we of variabele niveaus van hypercapnie die optreden tijdens anesthesie met sevofluraan en propofol de coördinatie van ademhalen en slikken aantasten in vergelijking met de effecten van alleen anesthesie.

Met deze farmacofysiologische interactiestudie bij gezonde volwassenen willen we:

1. Vergelijk de effecten van sevofluraan en propofol op de sluitdruk van de bovenste luchtwegen, spiercontrole van de bovenste luchtwegen en ademhaling.
2. Beoordeel de effecten van opgewekte hypercapnie (kooldioxide-omkering) op propofol-geïnduceerde inklapbaarheid van de bovenste luchtwegen
3. Evalueer de effecten van sevofluraan, propofol en geïnduceerde hypercapnie op de coördinatie van ademhalen en slikken.

Vergelijkende geneesmiddelenonderzoeken naar luchtwegeffecten van anesthetica bij mensen zijn belangrijk voor het definiëren van een optimaal anesthesieregime voor patiënten die het risico lopen op instorting van de luchtwegen, zoals patiënten met obstructieve slaapapneu. Onze onderzoeken zijn ook bijzonder relevant voor patiënten die procedurele sedatie ondergaan, die doorgaans wordt uitgevoerd onder spontane ventilatie waarbij de bovenste luchtwegen onbeschermd zijn. Bovendien kunnen onze resultaten ons begrip van postoperatieve luchtwegobstructie vergroten, een veelvoorkomende complicatie in de verkoeverkamer na anesthesie.